CN1271656C - 电接触装置和制造该装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种电接触装置，它包括多条相互并联的电流通路以及多个电触点，每个电触点具有可机械打开和关闭的第一触头和第二触头。每条电流通路设有所述触头中的相应一个。为了防止在这些触头处出现电弧放电，每条电流通路的电特性可以进行调节以便不允许最小放电电流通过。

Description

电接触装置和制造该装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于例如生产开关或继电器的可机械操作电接触装置。本发明还涉及一种制造这种电接触装置的方法。

背景技术

用于例如开关和继电器的可机械操作的接触装置设计成通过使两个触头相互接触或使它们分开来关闭或打开电路。由于可以通过使该接触装置进入开路位置来完全断开电路的电流通路，所以在各种用途中使用了装有这种接触装置的开关或继电器，其中成对的触头相互间隔开，并且空气(绝缘体)介入在其间。这些可靠的开关装置应用在例如信息设备、工业机器、汽车和家用电器中。

图19和20显示出上述可机械操作类型的传统电接触装置X5。接触装置X5由可动单元(第一接触器)71和固定单元(第二接触器)72构成。

可动单元71包括导电刀73、设置在导电刀73的一个端部处的触头74以及固定在该刀片73上的插座75。这种布置有时被称为“单触头结构”，其中在一个导电刀(73)上设有单个触头(74)。虽然触头74由导电材料形成，但是插座75由绝缘材料(例如树脂)形成。导电刀73在另一个端部处与由编织的铜线制成的引线76电气且机械连接。引线76与没有示出的外部电路连接。销77延伸穿过插座75，从而使得可动单元71可以绕着销77的轴线转动。销77固定在没有示出的外壳上。通过设有例如螺线管的驱动机构(未示出)来进行可动单元71的枢转。

固定单元72包括由导电刀78和导电材料制成的触头79。该刀片78与未示出的外部电路连接。触头79位于枢转单元71的触头73的轨迹上。

通过上述布置，使可动单元71朝着固定单元72转动，并且将预定的电压施加在电接触装置X5上。然后，如图20所示，当触头74和79相互接触时，电流例如从导电刀78通过触头79、74和刀73流向引线76。当使可动单元71沿着与固定单元72分离的方向枢转时，如图19所示触头74和79分开，由此电流停止。

如在接触装置的技术领域中所知的一样，当流经闭合触头的电流大于预定阈值(“最小放电电流”)时，或者当在闭合触头之间的电压差大于预定阈值(“最小放电电压”)时，这些触头在相互分开时将出现电弧放电。

具体地说，假设大于预定阈值的电流流经这些闭合触头。在这些触头正在分开时，在它们之间的接触区域减小，由此流经这些触头的电流将聚集。因此，在这些触头处产生出热量，并且这些触头的表面开始熔化。虽然在这些触头之间的间隔较小，但是在这些触头之间形成由熔融触头材料制成的电桥，由此保持这些触头相互电接触。该电桥产生出金属蒸汽，并且电弧放电通过该蒸汽出现。然后，该电弧放电使得周围空气发光。另外，当这些触头间隔开足够距离时，该电弧放电将停止。

图21为显示出电弧放电的出现可能性如何取决于流经成对触头的电流的曲线图。对于该曲线图，首先在预定的挤压力(10mN、100mN和200mN)下使由金制成的触头保持相互压力接触。在将36V恒压施加在这些触头之间期间，使这些触头相互分开。绘制出电弧放电的出现可能性。在将36V恒压电源与这些触头连接的情况中，通过改变与这些触头串联连接的电阻器的电阻来调节所提供的电压源。这些成对触头的主要接触面积不会大于几十个μm²。曲线图的横坐标表示流经这些闭合触头的电流，而纵坐标表示电弧放电的出现可能性。在任何一个挤压力的作用下，电弧放电的出现可能性在通过电流不小于0.6A时变成基本上为100％。另一方面，在通过电流不大于0.1A时出现可能性变成基本上为0％。在下面非专利文献中可以找到与该曲线图相关的更详细信息。

[非专利文献1]

Yu Yonezawa和noboru Wakatsuki，“Japanese Journal ofApplied Physics”，The Japan Society of Applied Physics，July2002，Vol.41，Part 1，No.7A，第4760-4765页。

图21的曲线图显示出引起电弧放电所需要的最小放电电流(最小电弧电流)Imin为0.1-0.6A。已知的是，该最小放电电流取决于材料种类。同样，可以确定引起电弧放电的最小放电电压(最小电弧电压)。根据报告，由金制成的触头的最小放电电流Imin为0.38A，并且最小放电电压Vmin为15V。应该注意的是，实际测量出的Imin或Vmin不总是恒定的并且会由于来自在成对触头之间空间中的电场或者来自触头的表面条件的影响而变化。

当电接触装置X5闭合时，负载(未示出，被提供电流的外部电路)所需要的所有电流通过触头74和79。因此，当提供给负载的电流大于最小放电电流时，在触头分开时在这些触头74和79之间会出现电弧放电。一般来说，负载所需要的电流往往大于接触装置X5的最小放电电流。

电弧放电的产生和断开导致触头74、79材料的熔融、蒸发和重新固化。因此，触头材料将熔融或变形，并且触头74和79之间的接触电阻会变化。因此，随着这些触头74和79之间的电弧放电出现更加频繁，接触装置X5的可靠性削弱，并且产品的寿命将缩短。具体地说，这种可靠性消弱和产品寿命缩短在该接触装置X5用于接通或断开高电流时变得更加严重。

在传统的接触装置X5中，这些触头74、79包括由铜制成的低电阻基底部件以及形成在该基底部件上的低电阻和防腐金属涂层(例如，Au、Ag、Pd或Pt)。但是，这些低电阻金属具有相对较低的熔点。因此，它们会在由电弧放电导致的热量作用下熔化，由此出现烧蚀和变形。在这方面，可以使用在由电弧放电产生出的热量作用下更不容易熔化的金属制成。但是，这些金属具有相对较高的电阻。因此，采用高熔点金属来生产其中必须实现低接触电阻的传统接触装置X5的触头是不切实际的。

为了防止电弧放电，可以在接触装置X5上设置一消火花器。一消火花器可以包括与这些触头74、79并联的变阻器或二极管。但是，该方法需要在接触装置X5设置额外的元件。因此，考虑到装置尺寸和生产成本使用消火花器是不优选的。

在传统的接触装置X5中，在使可动单元71枢转以便电连接时，由于一些外界因素例如介入在触头74和79之间的灰尘而不能实现正确的闭合状态。为了避免这种麻烦，接触装置X5可以采用如图22所示的可动单元71′来代替单接触可动单元71。包括双结构导电刀73′、设置在刀片73′的一个端部上的两个触头74′和装配在该刀片73′上的插座75的可动单元71具有所谓的“双触头结构”，由此单个导电刀73′设有两个触头74′。导电刀73′与引线76机械且电气连接。与可动单元71一样，使可动单元71′绕着固定在外壳(未示出)上的销77转动。

例如在下面的专利文献1和2中披露了包括这种双触头可动单元的电接触装置。

[专利文献1]

日本专利特许公开H05-54786

[专利文献2]

日本专利特许公开H10-12117

在具有双触头可动单元71′的接触装置X5中，杂质可能介入在双触头74′中的一个和下触头79之间，但是如果该杂质不是太大的话另一个双触头仍然可以与触头导电。因此，实现了所要求的闭合回路状态。但是，如在采用了单触头可动单元71的情况中一样，在设有双触头可动单元71′的接触装置中也会出现电弧放电。

发明内容

本发明是在上述情况下提出的。因此，本发明的一个目的在于提供一种电接触装置，由此可以完全防止在这些触头处出现电弧放电。本发明的另一个目的在于提供一种制造这种有用的接触装置的方法。

根据本发明的第一方面，提供一种电接触装置，它包括：多个相互并联的电流通路；以及多个电触点，每个位置具有可机械打开和闭合的第一触头和第二触头。每条电流通路设有所述触点中的相应一个，同时其电特征可以调节为防止在触点处出现电弧放电。

优选的是，本发明的装置还包括分别与所述触点串联的多个电阻器(即，一个电阻器与触点的相应一个连接)。对于每条电流通路而言，通过使电阻器的电阻大于触点的接触电阻来进行电特性的调节。

在图1中显示出与上面布置相对应的电路。触点(或开关)Si(i＝1、2、…、N)由一对触头C1和C2构成，并且与电阻器Rbi串联连接。如在该图所示，各条电流通路中的任何一条包括有一个触点和一个电阻器。这些单独的电流通路在端子E1和E2之间相互并联连接。每个触头Si具有小于电阻器Rbi的电阻的接触电阻(Rci)(Rci＜Rbi)。

通过图1的电路，每条单独的电流通路允许等于所施加的电压除以(Rci+Rbi)所得到的电流通过。因此，在Rci保持恒定的情况下，可以通过增加Rbi来使流经每条电流通路的电流变小。根据本发明，将Rbi设定成一个足够大的数值，从而使流过的电流小于为触点所确定的最小放电电流。因此，防止了在触点处出现电弧放电。为了使开关特性稳定，理想的是，Rci和Rbi对于所有电流通路而言应该相同。

很容易看出，由于单独电流通路的数量增加了，有更大的电流流过接触装置。

优选的是，本发明的接触装置还可以包括：一基底，它具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；多个凸起，每个凸起设置在所述基底的第一表面上并且具有一顶点；以及一扁平电极，它面对着基底的第一表面，并且所述凸起将与之接触。上述第一触头对应于这些凸起的顶点，并且第二触头对应于扁平电极与凸起接触的部分。这些电阻器不必是单独的装置，而是可以是构建在所述基底和凸起中的电阻区域。

优选的是，该基底和这些凸起由相同的材料衬底一体形成(例如，硅衬底)。通过显微机加工技术，可以在基底上集中形成大量凸起(100-100000个或更多)。触点的接触电阻的可能范围例如可以为1-100mΩ。

优选的是，本发明的装置还可以包括形成在基底的第二表面上并且与电阻器连接的公共电极。优选的是，该基底可以设有多个柔性结构，每个结构设置在触点的相应一个处以便吸收作用在第一触头和第二触头之间的挤压力。具体地说，每个柔性结构可以包括具有固定端部的横梁。在每根横梁上设有这些凸起中的相应一个。或者，每个柔性结构可以包括设有这些凸起中的相应一个的悬臂梁。

假设施加在接触装置上的最大电压为Vmax并且每个触点的最小放电电流为Imin，则每个电阻器的电阻可以大于Vmax/Imin，从而每条电流通路允许小于最小放电电流的电流通过。

假设施加在接触装置上的最大电压为Vmax，用于每个触点的最小放电电流为Imin，并且接触装置的总电阻为Rs，则在本发明接触装置中的电流通路数量可以大于Vmax/(Rs×Imin)。

上述公式按照下面的方式获得。

假设相互并联的各条电流通路的数目为N(＞3)，则每个触点具有相同的接触电阻Rc，并且与这些触头中的相应一个串联连接的每个电阻器具有相同的电阻Rb。在该情况中，接触装置整体的总电阻Rs由下式表示：

Rs＝(Rc+Rb)/N                   (1)

一般来说，Rc大约为1-100mΩ。因此，当Rb足够大(Rb＞＞Rc)时，从等式(1)中可以获得下面的等式。

Rs＝Rb/N                        (2)

理想的是，所有触点在接触装置采取开路位置时应该同时打开。但是实际上这些触点在不同时刻打开，由此，在开路操作的恰好最后阶段处，这些触点中只有一个在所有其它触点已经打开之后才打开。在这个最后阶段中，流经剩余一个触点的电流将最大。为了完全防止出现电弧放电，这个最大电流应该小于最小放电电流。

现在参照图2，该图显示出在使用本发明接触装置中实际设定的电路图。如所示一样，电源(DC或AC)提供电压Vin。在电源输入侧上的阻抗为Rin，而在负载侧上的阻抗为Rout。一般来说，超过10Ω的Rin和Rout比接触装置的电阻Rs大得多。当所有触点闭合时，下面的电流I流经该装置。

I＝Vin/(Rin+Rout+Rb/N)                (3)

由于设有N个触点，所以流经每条单独电流通路(因此每个触点)的电流Io由下面的等式表示：

Io＝I/N＝Vin/(N×(Rin+Rout)+Rb)       (4)

当接触装置从完全闭合状态(所有触点都关闭)切换至完全打开状态(所有触点都打开)时，N个触点相互独立地打开。在切换过程中的给定时刻，N个位置中的n个触点(1＜n＜N)打开，而(N-n)位置闭合。在该状态中，流经(N-n)个闭合位置中的每一个的电流In由下面的等式表示：

In＝Vin/((N-n)×(Rin+Rout+Rb/(N-n)))

＝Vin((N-n)(Rin+Rout)+Rb)             (5)

比较等式(4)和(5)可清楚地看出Io小于In(Io＜In)。In随着打开的触点的数量增加而增加，直到它在n＝N-1时获得最大数值，即这些触头中只是最后一个保持闭合。最大电流I_N-1由下面的等式表示：

I_N-1＝Vin/(Rin+Rout+Rb)               (6)

当施加在图2的电路上的最大电压为Vmax(这对应于在例如继电器目录中的接触电压的许可最大数值)，并且最小放电电流为Imin(由用于制造触点的材料确定)，为了防止电弧放电应该满足下面的不等式：

I_N-1＝Vmax/(Rin+Rout+Rb)＜Imin        (7)

等式(6)给出了下面的不等式(8)。另外，考虑到Rin和Rout是存在于接触装置外面的因素，所以该不等式(9)表示了用于防止电弧放电的充分条件。

I_N-1＝Vmax/(Rin+Rout+Rb)＜Vmax/Rb  (8)

Vmax/Rb＜Imin                      (9)

当满足不等式(9)时，不用考虑数值Rin和Rout就能可以防止电弧放电。

从不等式(9)中可以获得下面的不等式。

Rb＞Vmax/Imin                      (10)

由于Rb＝N×Rs(参见等式(2))，所以下面的不等式成立。

N＞Vmax(Rs×Imin)                  (11)

这显示出为了实现所要求的防止电弧放电应该设置多少个触点。

在传统的接触装置中，在触点处的成对触头必须相互分开相当大的距离以便断开在这两个触头之间出现的电弧放电。根据本发明，可以通过根据不等式(10)和(11)来设计接触装置来实现完全防止电弧放电。通过这个优选特征，在成对触头之间的间隔距离对于本发明的装置而言可以明显比传统装置更小。另外，由于只有少量电流流经每条电流通路，所以可以防止由于通过电流集中而产生的热量而在这些触头之间形成电桥。

通过降低每个触点的电流，可以降低在打开和关闭这些触点中所产生的感应电压dI/dt。这有助于降低由触点产生的电磁噪音，并且还有助于防止由于感应电压而出现的二次电弧放电。

根据本发明，可以通过调节触点的接触电阻来对每条电路通路进行电特性的调节，从而接触电阻变得足够高以防止在每条电流通路中出现放电电流。

上面的布置由在图3所示的电路图表示。由两个触头C1和C2构成的每个开关Si具有一高接触电阻，它不允许放电电流通过。放电电流是一种非常强的电流，它足以在成对触头之间产生电弧放电。优选的是，使所有各个触点的接触电阻相同以使得能够进行稳定的开关操作。

通过上述布置，不必提供与触点连接的单独电阻器。

优选的是，每个触头具有大于Vmax/Imin的接触电阻，其中Vmax为施加在接触装置上的最大电压，Imin为每个触点的最小放电电流。

参照图4，该图为用于使用图3的接触装置的实际电路，假设所有触点具有相同的接触电阻Rc。然后，整个电路的总电阻Rs为：

Rs＝Rc/N                    (12)

考虑输入阻抗Rin和输出阻抗Rout，流经接触装置的电流I由下面的等式表示：

Iv＝Vin/(Rin+Rout+Rc/N)     (13)

按照与从等式(3)获得不等式(9)相同的方式，从上面的等式(13)获得下面的不等式(14)。

Vmax/Rc＜Imin               (14)

当满足这个不等式时，与阻抗Rin和Rout无关，可以有效地防止电弧放电。

上述不等式(14)给出了另一个不等式：

Rc＞Vmax/Imin               (15)

另外，从等式(12)和不等式(15)可以获得下面的不等式。

N＞Vmax/(Rs×Imin)          (16)

该公式显示出为了获得所要求的对电弧放电的防止，在图3或4的电路中应该设置多少个触点。

根据本发明，优选的是，第一触头和第二触头中的至少一个可以由金属、氧化物和氮化物中的至少一种形成，这三种物质中的每一种包括选自钽、钨、碳和钼中的一种。另外，第一触头和第二触头中的至少一个优选由熔点不低于3000℃的材料形成。

在传统的接触装置中，触点的成对触头由高导电金属例如Cu、Au、Ag、Pd和Pt制成，因为相信低接触电阻对于触点是必要的。根据本发明，可以使用具有高电阻和高熔点的金属作为制造触点的成对触头的材料。这种金属对于防止形成这些触头的材料的烧蚀和变形是有利的。

优选的是，本发明的接触装置还可以包括用于防止基底和扁平电极相互靠近超过许可最小距离的止动件。

优选的是，该基底和凸起可以由硅材料形成，该材料至少部分掺杂有杂质以便在基底和凸起中提供电阻器。这些杂质可以为P、As或B。掺杂可以增加或降低所选区域的电阻。

根据本发明的第二方面，提供一种制造包括一固定部分、从固定部分延伸出的横梁和设在该横梁上的凸起的电接触装置的方法。该方法包括：预备步骤，用于制作包括第一层、第二层和设在第一层和第二层之间的中间层的多层材料衬底；第一蚀刻步骤，用于使用第一掩模图案对第一层进行蚀刻以在第一层中形成凸起；第二蚀刻步骤，用于对第一层进行蚀刻直到部分暴露出中间层并且在第一层中形成横梁，该第二蚀刻步骤是使用覆盖该凸起的第二掩模图案来进行的；以及第三蚀刻步骤，用于通过将一部分中间层蚀刻掉来在第二层和横梁之间形成间隔。

优选的是，本发明的方法还可以包括以下步骤：在第三蚀刻步骤之后从第一层的一侧在材料衬底上形成一导电层；在固定部分上形成第三掩模图案以覆盖所述导电层；并且通过使用第三掩模作为掩模对导电层进行蚀刻来在固定部分上形成布线图案。

优选的是，本发明的方法还可以包括在第一蚀刻步骤之后并且在第二蚀刻步骤之前进行的两个附加步骤。具体地说，其中一个附加步骤为从第一层的一侧在材料衬底上形成导电层的步骤，而另一个附加步骤是用于从第一层除去所述第一掩模图案的步骤。

优选的是，在第一蚀刻步骤中的蚀刻可以是各向同性蚀刻。

优选的是，第一层和第二层可以由硅材料形成，而中间层可以由氧化硅形成。硅材料可以是单晶硅、多晶硅或掺杂有杂质的这些材料中的一种。这种硅材料在蚀刻特性方面与氧化硅不同。因此，通过上述多层布置，可以防止中间层在第一蚀刻步骤被过多地蚀刻，并且还可以防止第二层在第二蚀刻期间被过多地蚀刻掉。

从在下面参照附图给出的详细说明中将了解本发明的其它特征和优点。

附图说明

图1为根据本发明的电接触装置的电路图；

图2为一电路图，示意性地显示出其中使用了图1的接触装置的实际状况；

图3为根据本发明的另一个电接触装置的电路图；

图4为一电路图，示意性地显示出其中使用了图3的接触装置的实际状况；

图5显示出有本发明的接触装置采取的打开位置；

图6为一侧视图，显示出采取闭合位置的图5的接触装置；

图7A-7D显示出制造在图5和6所示的接触装置的第一接触件的过程；

图8为一局部立体图，显示出根据本发明的不同类型的接触装置；

图9A-9E显示出制造在图8所示的接触装置的第一接触件的过程；

图10为一剖面侧视图，显示出根据本发明的另一种类型的接触装置；

图11为一平面图，显示出图10的接触装置的第一接触件；

图12A-12L显示出制造图10的接触装置的第一接触件的过程；

图13为一剖面侧视图，显示出图10的接触装置的改进形式；

图14为一平面图，显示出图13的接触装置的第一接触件；

图15A-15G显示出制造图13的接触装置的第一接触件的过程；

图16为一剖面侧视图，显示出根据本发明的另一种类型接触装置；

图17为一平面图，显示出图16的接触装置的第一接触件；

图18为一剖面侧视图，显示出设在本发明的接触装置中的止动件的功能；

图19为一立体图，显示出处于打开位置中的传统接触装置；

图20为一立体图，显示出处于闭合位置中的传统装置；

图21为一曲线图，用于说明电弧放电的出现可能性对流经成对触头的电流的依赖性；并且

图22为一立体图，显示出具有双触头结构的传统接触装置的另一种类型。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的优选实施方案进行说明。

图5和6显示出根据本发明第一实施方案的电接触装置X1。该接触装置X1包括第一接触件10和第二接触件20。第一接触件10具有一基底11、多个凸起12和一扁平电极13。基底11由合适的导电材料例如硅制成。所有凸起12设在基底11的一个侧面上，每个凸起位于预定的位置处。凸起12的数量可以为100-100000。每个凸起12为具有圆形或多边形底部的锥体形式。这些凸起12与基底11形成为一体并且由与基底11相同的材料制成。每个凸起12必要时可以掺杂有杂质，并且位于凸起12下面的一部分基底11还沿着基底的厚度方向掺杂。因此，基底11和相应的凸起12在内部形成有具有预定电阻的电阻区域(电阻器)。所使用的杂质例如可以是磷(P)、砷(As)或硼(B)。凸起12从基底11的上表面开始测量的高度可以为1-300μm。与主体的底部相关的尺寸(即，圆形底部的直径；多边形底部侧边的长度)可以为1-300μm。优选的是，这些凸起的高度通常等于与锥体底部相关的尺寸。每个凸起12的表面可以涂覆有具有高熔点和高沸点的金属。这种金属可以是钨(W)或钼(Wo)。

第二接触件20包括一衬底21和一扁平公共电极22。该衬底21由例如硅制成。公共电极22优选由具有高熔点和高沸点的金属例如钨或钼制成。但是，如果采用适当的方法设置第一接触件10以防止电弧放电，则该公共电极22可以由低电阻金属制成，该材料选自铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)。或者，该公共电极22可以由包括这些低电阻金属中的一种(或多种)的合金制成。根据本发明，第二接触件20可以不包括衬底21。在该情况中，第二接触件20整体是由上述低电阻金属中的一种形成。

第一接触件10和第二接触件20可以相对彼此移动，从而它们可以采取在图5所示的分开位置(打开位置)和在图6所示的触点(闭合位置)。在触点中，所有凸起12保持与公共电极22直接接触。在所示的实施例中，通过使第一接触件10朝着或远离保持固定的第二接触件运动来实现第一和第二接触件10、20的相对运动。但是，根据本发明，可以通过使第二接触件20相对于保持固定的第一接触件10运动，或者通过使第一和第二接触件10和20都运动来实现这个相对运动。对于驱动第一接触件10和/或第二接触件20的装置而言，可以使用利用了电磁铁的促动器。一般来说，继电器结合了这种促动器作为用于可动元件的驱动装置。

在具有上述布置的接触装置X1中，构建有在图1所示的电路。具体地说，第一接触器10的凸起12的顶点对应于在图1的电路图中的第一触点C1，而公共电极22与凸起12接合的部分对应于在电路图中的第二触点C2。扁平电极13对应于端子E1.从凸起12的顶点延伸至扁平电极13的硅区域对应于电阻器Rbi(i＝1、2、…、N)。在电学上电极22还对应于端子E2。可以通过调节基底11的厚度或凸起12的尺寸和结构来将每个电阻器Rbi的电阻设定为所要求的数值。该电阻还取决于形成基底11和凸起12的材料或者取决于掺杂的条件。在所示的实施方案中，基底11和凸起12由硅材料形成。对每个电阻器Rbi进行电阻调节，从而该电阻处于10-100kΩ的范围内。在接触装置X1中，使各个电阻器Rbi的设定值和触点数目N的设定值满足不等式(10)和(11)。在不等式(10)和(11)中的最小放电电流Imin定义为电弧放电出现可能性为50％(或更低)的电流。应该注意的是，最小放电电流Imin可以根据接触装置X1的用途来改变。与最小放电电流的设定值相关的这种情况对于随后的实施方案也一样。

接触装置X1的功能如下。当由没有示出的促动器驱动的第一接触件10进入到在图6所示的触点时，每个凸起22保持与公共电极22直接接触，由此使所有电触点闭合。在该阶段处，一旦在扁平电极13和公共电极22之间施加电压，电流将流过该接触装置X1。然后，当促动第一促动器10以采取在图5所示的分开位置时，凸起12与公共电极22间隔开，由此所有电触点打开。因此，流经接触装置X1的电流中断。

当第一接触件10与第二接触件20分开时，在这些电触点处将不出现任何电弧放电或者只有可接受的少量电弧放电。这是因为接触装置X1具有在图1所示的电路结构，并且使电阻器Rbi的设定值和触点的数目N满足了不等式(10)和(11)。完全防止或者非完全但是实际上可接受地防止电弧放电有助于避免形成装置X1的触点的材料烧蚀和变形。因此，本发明的装置X1经久耐用并且可以应用在其中需要高度可靠的开关操作的用途中。

图7显示出制造第一接触件10的过程。所示的过程是通过利用显微机械加工技术制造上述第一接触件10的一个实施例。图7为一局部剖视图，显示出在制造中的第一接触件10。

在用于制造第一接触件10的第一步骤，如图7A所示，在硅衬底S1上制作出形成凸起的光致抗蚀图案14。具体地说，通过旋涂液态光致抗蚀剂材料来在硅衬底S1上形成光致抗蚀层，然后通过曝光和显影来制作所要求的光致抗蚀剂图案14。该光致抗蚀图案14根据所要制作的凸起的结构包括有圆形或方形掩模。至于光致抗蚀剂材料，例如可以使用AZP4210(可以从Clariant Japan买到)或者AZ1500(可以从Clariant Japan买到)。随后所述的光致抗蚀剂图案也可以按照相同的方式即通过形成光致抗蚀剂层、曝光和显影来制成。

然后，通过使用光致抗蚀剂图案14作为掩模，对硅衬底S1进行各向同性蚀刻直到获得所要求的蚀刻深度。该蚀刻可以是反应离子蚀刻(RIE)。因此，如图7B所示，形成基底11和多个与该基底一体的凸起12。为了说明清楚，用实线描绘在基底11和凸起12之间的边界。对随后实施例中在基底和凸起之间的边界也作此处理。然后，如图7C所示，从硅衬底S1中除去光致抗蚀剂图案14。对于脱模剂而言，可以使用AZ脱模剂700(可以从Clariant Japan买到)。可以使用相同的脱模剂来在随后实施例中进行光致抗蚀图案的除去。

然后，如图7D所示，在硅衬底S1的与凸起形成表面相对的下表面上形成扁平电极13。该扁平电极13可以通过汽相沉积合适金属来制作或者通过将金属板或者金属薄箔连接在衬底上来形成。

通过上面的工艺，获得第一接触件10，该接触件包括基底11和一体的凸起12。根据本发明，第一接触件10可以具有不同的结构。例如，接触件10可以包括由低电阻金属制成的基底11和由高熔点高电阻金属制成的单独制作的凸起12，这些凸起12固定在基底11上。在该情况中，基底11优选为一铜板，而凸起12优选由钨或钼制成。

通过汽相沉积适当金属来在基底21上形成扁平公共电极22来制作出第二接触件。或者，可以通过将作为公共电极22的金属板或金属薄箔连接在基底21上来制作出第二接触件20。

图8为一立体图，显示出根据本发明第二实施方案的一部分电接触装置X2。该接触装置X2包括第一接触件30和第二接触件20。第一接触件30包括一基底31、多个凸起32和一电极33。由例如硅材料制成的基底31具有与基底形成为一体的多个横梁31a。这些凸起32以二维阵列的方式设置在基底31的一个侧面上。每个凸起32设在横梁31a的相应一个上。在所示的实施例中，每个凸起32通常为与基底31形成为一体的圆锥体。这些凸起32由与基底31相同的材料形成。每个凸起32的表面可以涂覆有具有高熔点和高沸点的金属。这种金属例如为钨或钼。所形成的凸起32的数目及其尺寸与上述第一实施方案的凸起12相同。第二实施方案的第二接触件20与第一实施方案的第二接触件相同。

第一接触件30和第二接触件20可以彼此相对运动，并且它们可以选择性地采取分开位置(参见图8)和其中所有凸起32保持与公共电极22直接接触的触点。可以通过使第一接触件30相对于保持不动的第二接触件20运动来实现第一和第二接触件30、20的相对运动。或者，可以采取如参照第一实施方案所述的另一个相对驱动模式。用于第一接触件的驱动装置可以与参照第一实施方案所述的相同。

还有在接触装置X2中，构建有在图1所示的电路。具体地说，第一接触件30的凸起32的顶点对应于在图1中的第一触点C1，而与凸起32保持接合的部分公共电极22对应于第二触点C2。该电极33对应于端子E1。从凸起32的顶点延伸至电极33的硅区域对应于电阻器Rbi(i＝1、2、…、N)。在电学上，公共电极22还对应于端子E2。如上面结合第一实施方案所述一样，可以通过调节基底31的厚度或凸起32的尺寸和结构来将每个电阻器Rbi的电阻设定为所要求的数值。该电阻还取决于形成基底31和32的材料，或者取决于掺杂的状况。另外，在接触装置X2中，使相应电阻器Rbi的设定值和触点数目N的设定值满足不等式(10)和(11)。

接触装置X2的功能如下。当促动第一接触件30采取触点时，所有凸起32都保持与公共电极22直接接触，由此关闭所有触点。在这个阶段，用基本上相同的挤压力使相应凸起32压靠在公共电极22上。这个特性归功于横梁31a的存在。具体地说，即使第一接触件30和第二接触件20稍微歪斜地取向(即不能平行布置)，这些横梁31a也能下垂以吸收作用在保持相互接触的凸起32和公共电极22之间的挤压力。因此，在这些凸起和电极之间的挤压力被调整到同一水平，由此获得正确的接触条件。在这种接触条件中，一旦在电极33和公共电极22之间施加了电压，电流将通过该接触装置X2。然后，当促动第一接触件30采取在图8所示的分开位置时，相应的凸起32与公共电极22间隔开，由此使所有触点打开。因此，流经单元X2的电流断开。

当第一接触件30与第二接触件20分开时，在电触点处将不出现任何电弧放电或者只有可接受的少量电弧放电。这是因为接触装置X2具有在图1所示的电路结构，并且使电阻器Rbi和触点数目N的设定值满足不等式(10)和(11)。完全或可接受地防止电弧放电有助于防止形成装置X2的触点的材料烧蚀和变形。因此，本发明的装置X2经久耐用，并且可以用在需要高度可靠开关操作的用途中。

图9显示出制造第一接触件30的过程。所示的过程是用于通过利用显微机械加工技术来制造第一接触件30的一个实施例。图9为局部剖视图，显示出在制造中的第一接触件30。该剖面是沿着图8中的IX-IX线取出的。

为了制造第一接触件30，首先通过参照第一实施方案的图7A-7C所述的相同步骤制备出如图9A所示的硅衬底S2。该衬底S2包括一基底31和多个与基底形成为一体的凸起32。

然后，如图9B所示，在衬底S2的与凸起形成表面相对的下表面上形成一电极33。具体地说，该电极33可以通过汽相沉积适当金属在衬底S1的下表面上形成金属层然后使金属层形成为规定形态来制作出。

然后，如图9C所示，在硅衬底S2上形成用于形成横梁的光致抗蚀剂图案34。形成有多个开口的该光致抗蚀剂图案34覆盖将要被加工成横梁31a和与这些横梁成一体的框架部件的部分。

然后，如图9D所示，采用光致抗蚀剂图案34作为掩模来在硅衬底S2上进行各向异性蚀刻。各向异性蚀刻例如可以是Deep-RIE(深RIE)。根据Deep-RIE技术或者博氏(Bosch)工艺，交替进行蚀刻和侧壁保护。例如，使用SF6气体进行蚀刻8秒，而使用C4F8气体进行侧壁保护6.5秒。施加在晶片上的偏压为23W。这些条件对于在随后实施方案中进行的Deep-RIE而言也是一样。

然后，如图9E所示，从硅衬底S2中除去光致抗蚀剂图案34。因此，获得第一接触件30，该接触件包括一结合了横梁的基底31和与基底形成为一体的凸起32。

图10为一剖视图，显示出根据本发明第三实施方案的电接触装置X3。该装置X3包括第一接触件40和第二接触件20。第一接触件40包括一基底41、凸起42和一电极43。应该注意的是，在图10中电极43看起来具有多个单独部件，但是如从图11中所看到的一样实际上该电极43是单个连续元件。

基底41包括一后部41a、一框架部分41b、共同固定部分41c和横梁部分41d。如将在后面所述一样，这些元件通过显微机械加工技术用共同的板材一体形成。在所示的实施例中，框架部分41b沿着矩形后部41a的四个侧边连续延伸(参见图11)。

如图11所示，共同固定部分41c在后部41a上相互平行地布置。每个固定部分41c在其两个端部处与框架部分41b连接成一体。从图10和11中可以看出，每个横梁41d按照该横梁41d用作悬臂梁的方式从共同固定部分41c中的相应一个横向伸出。参照图11，在位于两个紧密相邻的共同固定部分41c之间的区域中，预定数量的横梁41d从其中一个相邻固定部分41c朝着另一个平行延伸。

如图11所示，这些凸起42以二维阵列的方式布置。在所示的实施例中，每个凸起42大体上为在横梁41d的相应一个上的圆锥体。为了提供规定的电流通路以便使每个凸起的顶点与电极43电连接，共同固定部分41c的上部、横梁41d和凸起42可以由相同的导电材料形成。该电极43由金属(例如Au或Al)制成，该金属具有比固定部分41c的上部、横梁41d和凸起42更低的电阻。该电极43形成在框架部分41b和共同固定部分41c上以具有规定的图案。每个凸起42的表面涂有具有高熔点和高沸点的金属。这种金属例如为钨或钼。所形成的凸起42的数目和尺寸可以与上述第一实施方案的凸起12相同。

第一接触件40和第二接触件20可彼此相对运动，从而它们选择性地采取在图10所示的分开位置(打开位置)和其中所有凸起42保持与公共电极22直接接触的触点(闭合位置)。可以通过使第一接触件40朝着和远离保持固定的第二接触件20运动来实现第一和第二接触件10、20的相对运动。但是，可以按照如结合第一实施方案所述一样的其它方式来实现该相对运动。用于第一接触件40的促动器可以与结合第一实施方案所述的促动器相同。

同样，在接触装置X3中，构建有在图1所示的电路。具体地说，第一接触件40的凸起42的顶点对应于在图1中的第一触点C1，而与凸起42保持结合的部分公共电极22对应于第二触点C2。电极43对应于端子E1。从凸起42的顶点、横梁41d延伸出并且进一步延伸至电极43的硅区域对应于电阻器Rbi(i＝1、2、…、N)。在电学上，公共电极22还对应于端子E2。可以通过改变从凸起42的顶点、横梁41d延伸至电极43的区域的材料或者改变掺杂条件和程度或者调节横梁41d或凸起42的尺寸和结构来将每个电阻器Rbi的电阻设定为所要求的数值。另外，在接触装置X3中，使相应电阻器Rbi的设定值和触点数目N的设定值满足不等式(10)和(11)。

接触装置X3的功能如下。当促动第一接触件40采取触点时，所有凸起42保持与公共电极22直接接触，由此关闭所有触点。在该阶段，用基本上相同的挤压力使相应凸起42挤压在公共电极22上。该特征归功于横梁41d的存在。具体地说，即使在第一接触件40和第二接触件20稍微歪斜地取向(即没有平行布置)，这些横梁41d也能够下垂以吸收作用在保持接触的凸起42和公共电极22之间的额外挤压力。由于横梁41d具有悬臂梁结构，所以它们比第二实施方案的横梁31a更加柔性。因此，在凸起和电极之间的挤压力被调整到同一水平，由此获得正确的接触条件。在这样一种接触条件中，一旦在电极43和公共电极22之间施加了电压，则电流将流过该接触装置X3。然后，当促动第一接触件40采取在图10所示的分开位置时，使相应凸起42与公共电极22分开，由此使所有触点打开。因此，流经装置X3的电流中断。

当第一接触件40与第二接触件20分开时，在电触点处不会出现任何电弧放电或者只有可接受的少量电弧放电。这是因为接触装置X3具有在图1所示的电路结构，并且使电阻器Rbi和触点数目N的设定值满足不等式(10)和(11)。完全或可接受地防止电弧放电有助于防止形成装置X3的触点的材料烧蚀和变形。因此，本发明的装置X3经久耐用并且可以用在需要高度可靠的开关操作的用途中。

图12显示出制造该装置X3的第一接触件40的过程。该过程为用于通过显微机械加工技术制造第一接触件40的一个实施例。图12为局部剖视图，显示出在制造中的第一接触件40。

为了制造第一接触件40，首先制作出在图12A所示的衬底S3。作衬底S3(为绝缘体上硅(SOI)基底)具有一种多层结构，它包括第一层51、第二层52和设置在第一和第二层之间的中间层53。在所示的实施例中，第一层51可以具有20μm的厚度，第二层52具有200μm的厚度，并且中间层53可以具有20μm的厚度。第一层51和第二层52由必要时掺杂有n型杂质例如磷和砷的硅材料制成，以便提供导电性。为了相同的目的，例如可以使用硼，它用作p型杂质。掺杂还可以同时使用n型杂质和p型杂质，从而硅材料的掺杂部分具有比剩余部分更大的电阻。在所示的实施例中，中间层53由绝缘物质例如氧化硅或氮化硅形成。在中间层53由绝缘材料制成的情况下，形成在衬底S3上的横梁41d和凸起42与后部41a适当绝缘。但是，根据本发明，中间层53可以由导电材料形成。在该情况中，电极43可以设在后部41a上而不是设在框架部分41b和共同固定部分41c上。

然后，如图12B所示，在第一层51上形成光致抗蚀剂图案54。该光致抗蚀剂图案54包括与所要形成的凸起的结构相对应的圆形掩模。优选的是，每个圆形掩模的直径大约为凸起42的高度的两倍。

然后，通过将光致抗蚀剂图案用作掩模，在第一层51上进行各向同性蚀刻直到获得所要求的蚀刻深度。该蚀刻可以是反应离子蚀刻。因此，如图12C所示，形成有多个凸起42。之后，如图12D所示，从第一层51除去光致抗蚀剂图案54。

然后，如图12E所示，在第一层51上形成光致抗蚀剂图案55。该光致抗蚀剂图案55包围着这些凸起42，同时也覆盖着要被加工成上述框架部分41b、共同固定部分41c和横梁41d的部分。

然后，如图12F所示，通过将光致抗蚀图案55用作掩模，在第一层51上进行各向异性蚀刻直到暴露出中间层53。如上所述，各向异性蚀刻例如可以是Deep-RIE(深RIE)。

然后，如图12G所示，通过湿法蚀刻除去位于横梁41d下面的部分中间层53。当中间层53由氧化硅制成时，适当的蚀刻剂例如为氟酸。由于该蚀刻，赋予了框架部分41b、共同固定部分41c和横梁41d所要求的轮廓结构。然后，如图12H所示，从衬底S3除去光致抗蚀剂图案55。

然后，如图12I所示，例如通过汽相沉积在衬底S3的上侧(形成凸起侧)上形成金属层56。对于材料金属而言，可以使用金、铜或铝，每种材料其电阻明显低于硅。然后，如图12J所示，在框架部分41b和共同固定部分41c上形成用于制作电极的光致抗蚀剂图案57。然后，通过使用光致抗蚀剂图案57作为掩模，在金属层56上进行湿法蚀刻以提供如图12K所示的导电图案或电极43。蚀刻剂不应该过度蚀刻掉硅材料或者蚀刻除了金属层56的暴露部分之外的其它材料。最后，如图12L所示，从衬底S3中除去光致抗蚀剂图案57，从而形成接触装置X3的第一接触件40。

图13为一局部剖视图，显示出一种电接触装置X3′，即上述接触装置X3的改进。该接触装置X3′包括第一接触件40′和第二接触件20。第一接触件40′与装置X3的第一接触件40的不同之处在于，电极43′具有与在图11所示的电极43′不同的图案。如图14所示，电极43′形成在框架部分41b、共同固定部分41c上并且进一步形成在横梁41d上。该第一接触件40′的其它特征与装置X3的第一接触件40相同。因此，接触装置X3′按照与接触装置X3相同或基本相同的方式作用。

在该接触装置X3′中，电阻器Rbi(参见图1)的长度比在接触装置X3中更短。具体地说，从每个凸起42的顶点延伸至电极43′的导电材料区域(即，电阻器Rbi)在长度上小于在接触装置X3中从凸起42的顶点延伸至电极43的导电材料区域。装置X3′的这种布置对于使电阻器Rbi的电阻更低是有利的。

图15显示出制造接触装置X3′的第一接触件的过程。该过程是用于通过显微机械加工技术制造第一接触件40′的一个实施例。图15为局部剖视图，显示出在制造中的第一接触件40′。

为了制造第一接触件40′，首先通过与参照图12A-12C所述一样的步骤制作出在图15A所示的衬底S3。图15A的该衬底S3具有与用于制造接触装置X3的第一接触件40的衬底S3相同的结构。如从图15A中可以看出，所示的衬底S3形成有多个凸起43，光致抗蚀剂图案54留在其上没有被除去。

然后，如图15B所示，通过例如汽相沉积在衬底S3的上侧(形成凸起侧)上形成金属层。所使用的金属可以为金、铜或铝，每种金属具有比硅适当更低的电阻。然后，如图15C所示，从衬底S3中除去光致抗蚀剂图案54。这时，也除去了在光致抗蚀剂图案54上的金属层58。然后，如图15D所示，在第一层51上形成光致抗蚀剂图案59。将覆盖着凸起42和金属层58的光致抗蚀剂图案59铺设成遮盖着将要被加工成框架部分41b、共同固定部分41c和横梁41d的部分。

然后，如图15E所示，进行湿法蚀刻以除去没有被光致抗蚀剂图案59覆盖的部分金属层58。所使用的蚀刻剂不应该过度蚀刻掉硅材料或者除了金属层58的暴露部分之外的其它材料。然后，通过与参照图12F-12G所述相同的步骤将衬底S3加工成具有在图15F所示的结构。在图15F所示的阶段，衬底S3具有共同固定部分41c、横梁41d和框架部分41b所需要的完全结构。最后，如图15G所示，从衬底S3中除去光致抗蚀剂图案59以便形成接触装置X3′的第一接触件40′。

图16为一局部剖视图，显示出根据本发明第四实施方案的电接触装置X4。该接触装置X4包括第一接触件60和第二接触件20。第一接触件60包括一基底61、多个凸起62和一电极63。

基底61包括一后部61a、一框架部分61b、多个共同固定部分61c和多个横梁61d。如在上述第三实施方案的后部41a、框架部分41b、共同固定部分41c和横梁41d的情况中一样，相互成一体的这些元件是通过显微机械加工技术用相同材料形成的。

如图17所示，共同固定部分61c相互平行地布置在后部61a上。每个横梁61d从共同固定部分61c的相应一个横向延伸出，从而它用作一悬臂梁。在位于两个紧密相邻的共同固定部分61c之间的区域中，预定数量的横梁41d从相邻固定部分41c中的第一个朝着另一个(第二固定部分)平行延伸，并且相同数量的横梁41d从第二固定部分向第一固定部分平行延伸。

还参照图17，凸起62以二维阵列的方式布置。在所示的实施例中，每个凸起大体上为位于横梁61d中的相应一个上的圆锥体。使固定部分61c、横梁61和凸起62具有导电性，所有这些元件由相同的导电材料形成。具有预定图案的电极63形成在框架部分61b和共同固定部分61c上，并且由其电阻小于凸起62、横梁61d和固定部分61c的上部的金属制成。代替在图17所示的图案，电极63可以具有类似于上述电极43′的图案，其中电极还延伸到横梁61d上。每个凸起62的表面可以涂有具有高熔点和高沸点的金属。关于凸起62的数目和尺寸的条件可以与第一实施方案的凸起12相同。

第一接触件60和第二接触件20可以相对运动，从而它们可以选择性地采取在图16所示的分开位置和其中所有凸起62都保持与公共电极22直接接触的触点。在所示的实施例中，通过使第一接触件60相对于保持固定的第二接触件20运动来实现第一和第二接触件60、20的相对运动。或者，可以采用如在第一实施方案中所述一样的其它相对运动模式。用于第一接触件60的驱动装置可以与在第一实施方案中所述的相同。

同样，在该接触装置X4中，构建有在图1所示的电路。具体地说，第一接触件60的凸起62的顶点对应于在图1中的第一触点C1，而与凸起62保持接合的部分公共电极22对应于第二触点C2。电极63对应于端子E1。从凸起62的顶点通过横梁61d延伸至电极63的硅区域对应于电阻器Rbi(i＝1、2、…、N)。在电学上，公共电极22还对应于端子E2。使各个电阻器Rbi的设定值和触点数目N的设定值满足不等式(10)和(11)。

在开关操作中，具有支撑着触点(即凸起62)的悬臂梁61d的接触装置X4按照与接触装置X3相同的方式作用，从而享有与装置X3相同的技术优点。

在接触装置X4中，每个共同固定部分61在其两侧上支撑着两组横梁61d，它们从固定部分相对地延伸出，每个横梁设有一凸起62。通过这种双横向布置，接触装置X4设有比接触装置X3更少的固定部分61c，而且仍然可以安装相同数量的凸起62(触点)。因此，该接触装置X4更适用于获得比接触装置X3更高密度的触点。另外，由于横梁61d相对于共同固定部分61c对称布置，所以在接触装置X4采取触点(接通位置)时大体上对称的应力将从其两侧作用在固定部分61c上。这意味着防止了装置X4的每个固定部分61c受到不平衡的应力载荷。因此，固定部分61c更不容易随着时间退化，由此维持了接触装置X4的开关可靠性。

可以通过如参照用于制造接触装置X3的第一接触件40的图12A-12L所述一样的步骤来制造装置X4的第一接触件60。但是，当第一接触件60具有延伸到横梁61d上的电极63时，则可以通过如参照用于制造接触装置X3′的第一接触件40′的图15A-12G所述一样的步骤来制造该接触件。

根据本发明，上述接触装置X1-X4和X3′还可以包括位于第一和第二接触件之间的止动件，用于防止这两个接触件靠得太近。图18示意性地显示出设在第三实施方案的接触装置X3上的这样一种止动件。

在图18中，接触装置X3处于触点，并且止动件64设在第一接触件40和第二接触件20之间。止动件64由绝缘材料形成并且固定在第一接触件40上。或者，止动件64可以固定在第二接触件20上。如此调节止动件64的厚度，从而在装置X3采取触点时凸起42以适当的挤压力与扁平电极22接触。通过设在装置X3上的止动件64，可以防止横梁在太大应力下断裂。因此，在各个触点处的挤压力被均衡，由此使开关特性稳定。另外，止动件64防止横梁41d与后部41a接触。由于止动件64由绝缘材料制成，所以确保了第一接触件40和第二接触件20相互电隔离。

根据本发明，可以将在图3所示的电路代替在图1所示的电路构建在接触装置X1-X4和X3′中。在这种情况中，形成基底和凸起的硅材料掺杂有杂质，从而该材料变得导电。这样，在每个触点处的电阻器Rbi可以具有基本上为零的电阻。同时，第一触点(即，各个凸起的顶点)和第二触点(即，整个公共电极22或其与这些凸起接触的部分)由高电阻金属制成，从而在闭合触点处的接触电阻变得足够高以防止放电电流出现在触点处。通过这种布置可以完全防止或者没有完全但是实际上在适当程度上防止在触点处出现电弧放电。因此，可以降低或消除形成触点的材料的烧蚀和变形，由此，结合有在图3所示的电路的接触装置使得能够进行高度可靠的开关操作，并且经久耐用。

虽然这样对本发明进行了说明，但是显而易见的是，本发明可以按照许多方式变化。这些变型不应该被认为是脱离本发明的精神和范围，并且对于本领域普通技术人员显而易见的所有这些变型都打算包含在下面权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种电接触装置，它包括：

多条相互并联的电流通路；

多个电触点，每个触点具有以机械方式打开和闭合的第一触头和第二触头；

分别串联连接到所述触点的多个电阻器；

一个基底，它具有一个第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

多个凸起，每个凸起设置在所述基底的第一表面上，并且具有一个顶点；以及

一个扁平电极，它面对着所述基底的第一表面，并且所述凸起与之接触；

其中每条电流通路设置有所述多个触点中相应的一个触点，对所述每条电流通路的电特性进行调节以防止在触点出现电弧放电；

其中对于每条电流通路，通过使电阻器的电阻大于触点的接触电阻来对该电流通路的电特性进行调节；

其中所述第一触头对应于所述凸起的顶点，并且所述第二触头对应于所述扁平电极的与凸起顶点相接触的部分，并且其中所述电阻器构建在所述基底和凸起中。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述基底和所述凸起由相同的材料基底一体形成。

3.如权利要求1所述的装置，还包括形成在基底的第二表面上并且与电阻器连接的公共电极。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述基底设置有多个柔性结构，每个柔性结构设置在所述多个触点中相应的一个触点处，以便吸收作用在第一触头和第二触头之间的接触压力。

5.如权利要求4所述的装置，其中每个柔性结构包括具有固定端部的横梁，并且该柔性结构设置有所述多个凸起中相应的一个凸起。

6.如权利要求4所述的装置，其中每个柔性结构包括一个悬臂梁，并且该柔性结构设置有所述凸起中相应的一个凸起。

7.如权利要求1所述的装置，其中施加在该接触装置上的最大电压为Vmax，每个触点的最小放电电流为Imin，其中每个电阻器的电阻大于Vmax/Imin。

8.如权利要求1所述的装置，其中施加在该接触装置上的最大电压为Vmax，每个触点的最小放电电流为Imin，接触装置的总电阻为Rs，其中所述电流通路的数量大于Vmax/(Rs×Imin)。

9.如权利要求1所述的装置，其中通过调节所述触点的接触电阻来对每条电路通路的电特性进行调节，从而使放电电流不会流过所述的每条电流通路。

10.如权利要求9所述的装置，其中施加在该接触装置上的最大电压为Vmax，每个触点的最小放电电流为Imin，其中每个触点的接触电阻大于Vmax/Imin。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述第一触头和第二触头中的至少一个由金属、氧化物和氮化物中的一种形成，这三种物质中的每一种包括选自钽、钨、碳和钼中的一种金属元素。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述第一触头和第二触头中的至少一个由熔点不低于3000℃的材料形成。

13.如权利要求1所述的装置，还包括用于防止基底和扁平电极相互靠近超过许可最小距离的止动件。

14.如权利要求1所述的装置，其中所述基底和凸起由硅材料形成，该材料至少部分掺杂有杂质，以便在所述基底和凸起中提供电阻器。

15.一种制造电接触装置的方法，该装置包括一固定部分、从固定部分延伸出的横梁和设在该横梁上的凸起，该方法包括：

预备步骤，用于制作包括第一层、第二层和设在第一层和第二层之间的中间层的多层材料基底；

第一蚀刻步骤，用于使用第一掩模图案对第一层进行蚀刻以在第一层中形成凸起；

第二蚀刻步骤，用于使第一层进行蚀刻直到中间层部分暴露出并且在第一层中形成横梁，该第二蚀刻步骤使用覆盖该凸起的第二掩模图案来进行；以及

第三蚀刻步骤，用于通过将一部分中间层蚀刻掉来在第二层和横梁之间形成间隔。

16.如权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：在所述第三蚀刻步骤之后从第一层的一侧在材料基底上形成一导电层；在固定部分上形成第三掩模图案以覆盖所述导电层；并且通过使用第三掩模图案作为掩模对导电层进行蚀刻来在固定部分上形成布线图案。

17.如权利要求15所述的方法，还包括在第一蚀刻步骤之后并且在第二蚀刻步骤之前进行的两个附加步骤，其中一个附加步骤为从第一层的一侧在材料基底上形成导电层的步骤，而另一个附加步骤是用于从第一层除去所述第一掩模图案的步骤。

18.如权利要求15所述的方法，其中在所述第一蚀刻步骤中的蚀刻是各向同性蚀刻。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述第一层和第二层由硅材料形成，而所述中间层由氧化硅形成。

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